坐標位置檢測裝置和顯示輸入裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及坐標位置檢測裝置和顯示輸入裝置。觸摸屏包括靜電電容傳感器、傳感器驅(qū)動部和控制部。靜電電容傳感器按掃描面的每幀檢測掃描面的觸摸位置的坐標。傳感器驅(qū)動部以幀率的速度來驅(qū)動靜電電容傳感器，該幀率表示每單位時間靜電電容傳感器檢測的幀數(shù)?？刂撇炕陟o電電容傳感器檢測到的位置信息取得彼此連續(xù)的幀間的觸摸位置的移動量，設定與移動量相應的幀率。
【專利說明】坐標位置檢測裝置和顯示輸入裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及按掃描面的每幀檢測掃描面的觸摸位置的坐標的坐標位置檢測裝置 和具有該坐標位置檢測裝置的顯示輸入裝置。

【背景技術】
[0002] 在觸摸屏等坐標位置檢測裝置中，存在如下的坐標位置檢測裝置：設定表示每單 位時間的掃描面的觸摸位置的坐標的檢測次數(shù)的幀率，以該幀率的速度按每幀檢測觸摸位 置的坐標。
[0003] 作為這樣的坐標位置檢測裝置的一例，已知有在用戶快速地移動觸摸位置的情況 下提高掃描速度的光學式觸摸屏（例如參照日本特開2006-11568號公報）。在該光學式觸 摸屏中，為了提高掃描速度，拉大發(fā)光元件和受光元件的檢測間距的間隔。
[0004] 另外，已知有如下構(gòu)成的光學式觸摸屏：在用戶的觸摸位置的移動速度慢的情 況下，依次對從1個發(fā)光元件出射的檢測光束用最多5個受光元件進行檢測，移動速度越 快，對從1個發(fā)光元件出射的檢測光束進行檢測的受光元件的個數(shù)越少（例如日本特開 2007-65767 號公報）。
[0005] 但是，在專利文獻1 (日本特開2006-11568號公報）中記載的現(xiàn)有的坐標位置檢 測裝置中，雖然有縮短掃描1幀所需的時間的意圖，但是對于幀間的掃描時間間隔沒有任 何考慮。另外，在觸摸位置的移動速度快的情況下，為了提高掃描速度而拉大檢測間距的間 隔，因而掃描精度降低。
[0006] 另外，在專利文獻2 (日本特開2007-65767號公報）中記載的現(xiàn)有的坐標位置檢 測裝置中也是，雖然有縮短掃描1幀所需的時間的意圖，但是對于幀間的掃描的時間間隔 沒有任何考慮。另外，觸摸位置的移動速度越快，對從1個發(fā)光元件出射的檢測光束進行檢 測的受光元件的個數(shù)越少，因而掃描精度降低。
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種通過降低位置檢測的處理負荷能夠?qū)崿F(xiàn)省電力化和 掃描精度的提高的坐標位置檢測裝置以及具有該坐標位置檢測裝置的顯示輸入裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的坐標位置檢測裝置包括位置檢測部、驅(qū)動部和控制部。位置檢測部按掃 描面的每幀檢測掃描面的觸摸位置的坐標。驅(qū)動部以表示每單位時間位置檢測部檢測的幀 數(shù)的幀率的速度來驅(qū)動位置檢測部。控制部基于位置檢測部檢測到的位置信息取得彼此連 續(xù)的幀間的觸摸位置的移動量，設定與移動量相應的幀率。
[0009] 在該結(jié)構(gòu)中，基于每幀的觸摸位置的位置信息，按每幀取得彼此連續(xù)的幀間的觸 摸位置的移動量。在幀間的移動量小的情況下，即使將幀率設定得更低速，所檢測的位置信 息的彼此連續(xù)的幀間的位置間隔也不怎么變大，能夠精細地掃描。另外，通過將幀率設定得 低速，能夠降低位置檢測的處理負荷。另一方面，在幀間的移動量大的情況下，通過將幀率 設定得更高速，所檢測的位置信息的彼此連續(xù)的幀間的位置間隔變小，能夠提高掃描精度。
[0010] 本發(fā)明的顯示輸入裝置包括顯示裝置和上述坐標位置檢測裝置。顯示裝置在顯示 畫面上顯示信息。坐標位置檢測裝置重疊配置在顯示畫面上，自如地接受與顯示于顯示畫 面的信息對應的輸入操作。
[0011] 在該結(jié)構(gòu)中，在觸摸位置的幀間的移動量小的情況下，即使將幀率設定得更低速 (更低），所檢測的位置信息的彼此連續(xù)的幀間的位置間隔也不怎么變大，能夠精細地掃 描。另外，通過將幀率設定得低速，能夠降低位置檢測的處理負荷。另一方面，在觸摸位置 的幀間的移動量大的情況下，通過將幀率設定得更高速（更高），所檢測的位置信息的彼此 連續(xù)的幀間的位置間隔變小，能夠提高掃描精度。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，通過降低位置檢測的處理負荷能夠?qū)崿F(xiàn)省電力化和掃描精度的提 商。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是表示具有本發(fā)明的實施方式的坐標位置檢測裝置的顯示輸入裝置的概略 結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014] 圖2是表示控制部的處理順序的一例的流程圖。
[0015] 圖3A是表示用戶在掃描面上低速地移動觸摸位置的狀態(tài)的一例的圖，圖3B是表 示用戶在掃描面上高速地移動觸摸位置的狀態(tài)的一例的圖。
[0016] 圖4是表示預先決定的多個候選幀率的一例的圖。
[0017] 圖5A?圖5C是示意性地表示坐標位置檢測裝置的處理內(nèi)容的時序圖。
[0018] 圖6是示意性地表示另一實施方式的坐標位置檢測裝置的處理內(nèi)容的時序圖。

【具體實施方式】
[0019] 如圖1所示，本發(fā)明的實施方式的具有靜電電容方式的觸摸屏10的顯示輸入裝置 1，除了觸摸屏10以外，還具有顯示裝置20。觸摸屏10是坐標位置檢測裝置的一例。觸摸 屏10在顯示裝置20的顯示部21上重疊配置，構(gòu)成為自如地接受與顯示于顯示部21的信 息對應的輸入操作。
[0020] 觸摸屏10包括靜電電容傳感器11、傳感器驅(qū)動部12、觸摸識別處理部13和控制 部14,構(gòu)成為按掃描面的每幀（1畫面）檢測掃描面的觸摸位置的坐標。
[0021] 靜電電容傳感器11是位置檢測部，包括矩陣狀地配置于掃描面的多根電極線，檢 測掃描面的各個坐標位置的靜電電容。作為一例，靜電電容傳感器11，作為坐標，以左上為 (〇,〇)，右下為（4095, 2159)，檢測4096X2160個坐標位置各自的靜電電容。靜電電容的檢 測結(jié)果經(jīng)傳感器驅(qū)動部12向觸摸識別處理部13輸出。
[0022] 當具有靜電的導電性的物體接近掃描面時，該物體所接近的位置的靜電電容發(fā)生 變化，與其他位置相比變得不同。作為具有靜電的導電性的物體的例子，可以列舉專用筆或 人的指尖。
[0023] 觸摸識別處理部13將掃描面中靜電電容與其他位置不同的位置識別為物體所接 近的觸摸位置。將掃描面的1畫面的觸摸位置的位置檢測作為1幀的處理，按每幀檢測觸 摸位置。觸摸識別處理部13,在觸摸位置為與菜單選擇畫面對應的位置時執(zhí)行菜單處理，在 觸摸位置為與菜單選擇畫面以外的位置對應的位置時執(zhí)行描繪處理。描繪處理中，以將按 每幀檢測的觸摸位置的坐標連接的方式進行描繪。例如，在描繪處理中，以將按每幀的觸摸 位置的坐標直線連接的方式進行描繪。
[0024] 傳感器驅(qū)動部12驅(qū)動靜電電容傳感器11。傳感器驅(qū)動部12基于從靜電電容傳感 器11輸出的檢測數(shù)據(jù)檢測各個坐標位置的靜電電容。傳感器驅(qū)動部12以表示每單位時間 靜電電容傳感器11檢測的幀數(shù)的幀率的速度來驅(qū)動靜電電容傳感器11。
[0025] 控制部14根據(jù)每幀的觸摸位置的位置信息，按每幀取得彼此連續(xù)的幀間的觸摸 位置的移動量。控制部14以在幀間的移動量小的情況下將幀率設定得更低速，在幀間的移 動量大的情況下將幀率設定得更高速的方式向傳感器驅(qū)動部12輸出指令數(shù)據(jù)。詳細情況 如后所述。
[0026] 顯示裝置20包括顯示部21、顯示驅(qū)動部22和描繪信息控制部23。
[0027] 描繪信息控制部23具有存儲顯示于顯示部21的信息的未圖示的存儲部。存儲部 將手寫的信息、圖表信息等描繪信息，和暫時在描繪信息上重疊顯示的菜單信息作為不同 的層（layer)保持。描繪信息控制部23根據(jù)觸摸識別處理部13執(zhí)行的菜單處理、描繪處 理，更新存儲部的存儲信息。
[0028] 顯示驅(qū)動部22基于存儲于描繪信息控制部23內(nèi)的存儲部的信息驅(qū)動顯示部21， 將信息顯示于顯示部21。
[0029] 顯示部21通過將信息顯示于顯示畫面，將信息給予用戶。作為顯示部21例如可 以列舉液晶顯示裝置、EL顯示裝置等。顯示部21呈平面形狀，靜電電容傳感器11重疊配 置在顯示部21上。
[0030] 接著,對幀率FR的變更的處理順序進行說明。
[0031] 如圖2所示，控制部14根據(jù)靜電電容傳感器11檢測出的靜電電容是否有變化來 判定是否存在用戶的輸入操作，即對掃描面的觸摸操作（S1)。控制部14在存在觸摸操作的 情況下取得觸摸位置的幀間的移動量Ml (S2)。
[0032] 在此，對與幀間的移動量Ml比較的第一閾值TH1和第二閾值TH2進行說明。作為 一例，第一閾值TH1和第二閾值TH2,在假定觸摸位置的1秒間的最大的移動量為3m時，以 如下方式設定。其中，F(xiàn)R(0)表示當前的幀率，F(xiàn)R(-l)表示低1等級的幀率，F(xiàn)R(+1)表示高 1等級的幀率。
[0033] TH1= (3000 (mm) /FR (0)) X (FR (-1) /FR (0))
[0034] TH2= (3000 (mm) /FR (0)) X (FR (0) /FR (+1))
[0035] 3000 (mm)/FR(0)表示1幀間的最大的移動量，在當前的幀率FR(0)為50Hz時為 60mm，在當前的幀率FR(0)為200Hz時為15mm，在當前的幀率FR(0)為400Hz時為7. 5mm。
[0036] 第一閾值TH1和第二閾值TH2以該1幀間的最大的移動量為基準進行設定。第一 閾值TH1為以下這樣的值，即，當檢測出的觸摸位置的間隔比該第一閾值TH1小時，即使降 低幀率FR，所描繪的線的抖動也不明顯。另外，第二閾值TH2為以下這樣的值，即，當檢測出 的觸摸位置的間隔比該第二閾值TH2大時，有可能所描繪的線的抖動明顯、或者無法完全 補充觸摸位置彼此間的描繪點而導致所描繪的線斷開。
[0037] 例如，如圖3A所示，在顯示部21的掃描面211中的小的區(qū)域?qū)懳淖值臓顩r下，觸 摸位置的移動速度多比較慢，可以認為觸摸位置的幀間的移動量Ml比第一閾值TH1小。另 一方面，如圖3B所示，在掃描面211中的大的區(qū)域?qū)懳淖值臓顩r下，觸摸位置的移動速度多 比較快，可以認為觸摸位置的幀間的移動量Ml比第二閾值TH2大。
[0038] 如圖4中一例所示，從預先決定的多個設定值中選擇設定幀率FR。在本實施方式 中，預先將作為最低值的第一設定值設定為50Hz，將第二設定值設定為200Hz，將作為最高 值的第三設定值設定為400Hz。第一設定值、第二設定值和第三設定值是候選幀率。通過從 預先決定的多個設定值中選擇設定幀率FR，能夠簡化幀率FR的變更處理。
[0039] 在本實施方式中，在當前的幀率FR(0)為第二設定值（200Hz)時的第一閾值TH1， 如下式所示，設定為3. 75mm。
[0040] TH1= (3000/200) X (50/200)=15/4=3. 75 (mm)
[0041] 在當前的幀率FR(0)為第二設定值（200Hz)時的第二閾值TH2,如下式所示，設定 為 7. 5mm〇
[0042] TH2=(3000/200)X (200/400)=15/2=7. 5(mm)
[0043] 在當前的幀率FR(0)為第一設定值（50Hz)時的第二閾值TH2,如下式所示，設定為 15mm〇
[0044] TH2= (3000/50) X (50/200) =15 (mm)
[0045] 在當前的幀率FR(0)為第三設定值（400Hz)時的第一閾值TH1，如下式所示，設定 為 3. 75mm。
[0046] TH1= (3000/400) X (200/400)=3. 75 (mm)
[0047] 控制部14取得當前設定的幀率FR的值。
[0048] 控制部14判定當前設定的幀率FR是否為最低值（S3)。
[0049] 控制部14在幀率FR為最低值的情況下判定觸摸位置的幀間的移動量Ml是否比 第二閾值TH2大（S8)。
[0050] 控制部14在幀率FR為最低值且?guī)g的移動量Ml比第二閾值TH2大的情況下，將 幀率FR提高1等級（S9)，成為第二設定值。在幀間的移動量Ml大的情況下，通過將幀率FR 設定得更高速，所檢測的觸摸位置的彼此連續(xù)的幀間的位置間隔變小，能夠提高掃描精度。
[0051] 控制部14判定物體是否從掃描面離開（S4)，在未離開的情況下返回S2的處理，在 離開的情況下返回S1的處理。
[0052] 控制部14在S8中判定幀間的移動量Ml不是比第二閾值TH2大的值的情況下，不 變更幀率FR前進到S4的處理。
[0053] 控制部14在S3中判定幀率FR不是最低值的情況下，判定觸摸位置的幀間的移動 量Ml是否比第一閾值TH1?。⊿5)。
[0054] 控制部14在幀率FR不是最低值且觸摸位置的幀間的移動量Ml比第一閾值TH1 小的情況下，將幀率FR降低1等級（S6)，前進到S4的處理。在幀間的移動量Ml小的情況 下，即使降低幀率FR，所檢測的觸摸位置的彼此連續(xù)的幀間的位置間隔也不怎么變大，能夠 精細地掃描。另外，通過將幀率FR設定得低速，能夠降低位置檢測的處理負荷。
[0055] 例如在幀率FR為第二設定值（200Hz)時的觸摸位置的幀間的移動量Ml不到第一 閾值TH1 (3. 75mm)的情況下，即使將幀率FR設定為200 + 4=50 (Hz)，幀間的移動量Ml也不 到15mm，可以認為所描繪的線的抖動不明顯，所以控制部14將幀率FR降低1等級，設定為 最低值的第一設定值（50Hz)。
[0056] 控制部14在幀率FR不是最低值且觸摸位置的幀間的移動量Ml比第一閾值TH1 大的情況下，判定所設定的幀率FR是否為最高值（S7)。
[0057] 控制部14在所設定的幀率FR為最高值的情況下，不變更幀率FR，前進到S4的處 理。
[0058] 控制部14在幀間的移動量Ml不比第一閾值TH1小且所設定的幀率FR不是最高 值的情況下，判定觸摸位置的幀間的移動量Ml是否比第二閾值TH2大（S8)。
[0059] 控制部14在所設定的幀率FR不是最高值且?guī)g的移動量Ml比第二閾值TH2大 的情況下，將幀率FR提高1等級（S9)，前進到S4的處理。在幀率FR為第一設定值的情況 下提高到第二設定值，在為第二設定值的情況下提高到第三設定值。在幀間的移動量Ml大 的情況下，通過將幀率FR設定得更高速，所檢測的觸摸位置的彼此連續(xù)的幀間的位置間隔 變小，能夠提高掃描精度。
[0060] 控制部14在幀間的移動量Ml不比第一閾值?。⊿5中為N0)且不比第二閾值大的 值的情況下（S8中為N0)，不變更幀率FR，前進到S4的處理。
[0061] 控制部14在用戶的觸摸操作待機期間，即未檢測出觸摸位置的情況下，判定所設 定的幀率FR是否為最低值（S10)，在為最低值的情況下返回到S1的處理，在不為最低值的 情況下將幀率FR設定為最低值（S11)，返回到S1的處理。由此，能夠降低等待用戶的觸摸 操作的狀態(tài)的處理負荷。
[0062] 像這樣，根據(jù)顯示輸入裝置1，觸摸位置的幀間的移動量Ml越大，將幀率FR設定得 越高，所以檢測的觸摸位置的位置間隔變小。另一方面，觸摸位置的幀間的移動量Ml越小， 將幀率FR設定得越低，所以能夠?qū)呙杈染S持得高，并且降低位置檢測的處理負荷。因 此，通過降低位置檢測的處理負荷能夠?qū)崿F(xiàn)省電力化和掃描精度的提高。
[0063] 圖5A?圖5C是示意性地表示幀率FR為200Hz (第二設定值）、50Hz (第一設定 值）、400Hz (第三設定值）時的處理內(nèi)容的時序圖。
[0064] 如圖5A所示，在幀率FR為200Hz的情況下，掃描開始觸發(fā)信號以1/200秒即5毫 秒（5ms)的時間間隔被從傳感器驅(qū)動部12輸出。當輸出掃描開始觸發(fā)信號時，用靜電電容 傳感器11進行用于檢測觸摸位置的掃描，在觸摸識別處理部13中對靜電電容傳感器11檢 測出的靜電電容進行數(shù)據(jù)處理。根據(jù)數(shù)據(jù)處理判定是否進行了觸摸操作，在進行了觸摸操 作的情況下會檢測出觸摸位置的位置信息。當數(shù)據(jù)處理結(jié)束時，從觸摸識別處理部13利用 處理結(jié)束中斷信號向控制部14輸出位置信息。由此，觸摸位置的位置信息以5毫秒的間隔 在1秒間輸出200次。
[0065] 如圖5B所示，在幀率FR為50Hz的情況下，掃描開始觸發(fā)信號以1/50秒即20毫 秒（20ms)的時間間隔被輸出。S卩，掃描開始觸發(fā)信號和處理結(jié)束中斷信號的周期，與圖5A 的幀率FR為200Hz的情況相比，擴展為4倍。因此，觸摸屏10的每單位時間的處理量變?yōu)?四分之一，所以能夠降低觸摸屏10的耗電。
[0066] 如圖5C所示，在幀率FR為400Hz的情況下，掃描開始觸發(fā)信號以1/400秒即2.5 毫秒（2.5ms)的時間間隔被輸出。S卩，掃描開始觸發(fā)信號和處理結(jié)束中斷信號的周期，與圖 5A的幀率FR為200Hz的情況相比，縮短為二分之一。因此，能夠提高掃描精度。另外，在這 種情況下暫時增加耗電，但當用戶的觸摸操作的移動速度降低時，立即降低幀率FR，所以能 夠提高掃描精度，并且將耗電的增加抑制到最低限度。
[0067] 像這樣，不僅在未檢測到觸摸位置的情況下將幀率FR設定為最低值從而能夠省 電力化，而且在檢測到觸摸位置的情況下也根據(jù)每幀檢測到的觸摸位置的幀間的移動量變 更幀率FR從而能夠省電力化。
[0068] 在上述實施方式中，在假定內(nèi)部處理用的時鐘頻率固定的情況下進行了說明，但 圖5A所示的幀率FR為200Hz的情況的數(shù)據(jù)處理時間，與圖5C所示的幀率FR為400Hz的 情況相比，掃描開始觸發(fā)信號的時間間隔為2倍程度，所以如圖6所示，通過將內(nèi)部處理用 的時鐘頻率降低為二分之一，能夠?qū)崿F(xiàn)省電力化。
[0069] 另外，幀率FR的設定值并不限定于三等級，也能夠為二等級或四等級以上。
[0070] 另外，第一閾值TH1、第二閾值TH2能夠設定為與顯示部21的掃描面211的分辨 率相應的值。即，掃描面211的分辨率越高，將第一閾值TH1和第二閾值TH2設定為越小的 值，由此能夠與掃描面211的分辨率相應地提高掃描精度。另一方面，掃描面211的分辨率 越低將第一閾值TH1和第二閾值TH2設定為越大的值，由此能夠通過降低位置檢測的處理 負荷來實現(xiàn)省電力化。
[0071] 而且，坐標位置檢測裝置并不限定于靜電電容方式的觸摸屏，只要是按掃描面 的每幀檢測掃描面的觸摸位置的坐標的裝置即可，光學式觸摸屏或定點設備（Pointing device)等也能夠應用本發(fā)明。
[0072] 另外，本發(fā)明并不限于應用于具有顯示裝置20的顯示輸入裝置1，在不具有顯示 裝置20的坐標位置輸入裝置中應用本發(fā)明的情況下，也能夠發(fā)揮通過降低位置檢測的處 理負荷來實現(xiàn)省電力化和掃描精度的提高的效果。
[0073] 也可以通過將上述各個實施方式的技術特征互相組合來構(gòu)成新的實施方式。
[0074] 另外，上述實施方式的說明在所有方面都是例示，并不起限定作用。本發(fā)明的范圍 由權利要求所示而不由上述實施方式所示。而且，本發(fā)明的范圍也包含與權利要求均等的 意思和范圍內(nèi)的所有變更。
【權利要求】
1. 一種坐標位置檢測裝置，其特征在于，包括： 位置檢測部，其按掃描面的每幀檢測所述掃描面的觸摸位置的坐標； 驅(qū)動部，其以幀率的速度驅(qū)動所述位置檢測部，所述幀率表示每單位時間所述位置檢 測部檢測的幀數(shù)；和 控制部，其基于所述位置檢測部檢測到的位置信息取得彼此連續(xù)的幀間的觸摸位置的 移動量，設定與所述移動量相應的巾貞率。
2. 如權利要求1所述的坐標位置檢測裝置，其特征在于： 所述移動量越大，所述控制部將所述巾貞率設定得越高，所述移動量越小，所述控制部將 所述幀率設定得越低。
3. 如權利要求1所述的坐標位置檢測裝置，其特征在于： 所述控制部從預先決定的多個候選幀率中選擇要對所述驅(qū)動部設定的幀率。
4. 如權利要求2所述的坐標位置檢測裝置，其特征在于： 所述控制部從預先決定的多個候選幀率中選擇要對所述驅(qū)動部設定的幀率。
5. 如權利要求3所述的坐標位置檢測裝置，其特征在于： 在未檢測到觸摸位置的情況下，所述控制部將幀率設定為最低。
6. -種顯示輸入裝置，其特征在于，包括： 在顯示畫面顯示信息的顯示裝置；和 重疊配置在所述顯示畫面上，構(gòu)成為自如地接受與顯示于所述顯示畫面的信息對應的 輸入操作的權利要求1?5中任一項所述的坐標位置檢測裝置。
【文檔編號】G06F3/044GK104102400SQ201410138127
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權日:2013年4月8日
【發(fā)明者】芳野大樹 申請人:夏普株式會社